在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中探究性教學(xué)的組織

馬志華

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)對(duì)理解和掌握物理概念和規(guī)律，對(duì)物理知識(shí)的鞏固和運(yùn)用有著至關(guān)重要的作用。近年來(lái)全國(guó)高考物理實(shí)驗(yàn)試題由過(guò)去單一的、基本的形式向綜合性、標(biāo)準(zhǔn)化、高層次方向發(fā)展，在考察實(shí)驗(yàn)知識(shí)的同時(shí)，更注重實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椤Ｈ欢锢斫滩闹械膶W(xué)生實(shí)驗(yàn)都是按給定的器材，老師講解規(guī)定的操作方法，然后學(xué)生實(shí)施操作得出一些驗(yàn)證性結(jié)論。實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)思路千篇一律。這樣學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造性思維能力得不到培養(yǎng)，不利于學(xué)生今后的發(fā)展。

基于上述現(xiàn)狀，我設(shè)想改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索一種以實(shí)驗(yàn)為中心的探究教學(xué)法，即在教師規(guī)定的一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，教師適時(shí)引導(dǎo)、點(diǎn)撥，學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)探究，讓學(xué)生通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)規(guī)律，掌握知識(shí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造力,實(shí)現(xiàn)從“應(yīng)試教育”向“素質(zhì)教育”的轉(zhuǎn)軌。

我對(duì)這種探究教學(xué)法作了初步嘗試，收到了較好的效果。現(xiàn)把這種教學(xué)法以“電阻的測(cè)量”為例，向大家展示這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)施過(guò)程。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，創(chuàng)設(shè)發(fā)散性實(shí)驗(yàn)問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力

愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)，提出問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要。從研究性學(xué)習(xí)的“研究性”特征來(lái)看，作為思維活動(dòng)的“研究”，其過(guò)程必須通過(guò)對(duì)問(wèn)題的探究來(lái)呈現(xiàn)，并且一定呈現(xiàn)出多樣性、開(kāi)放性、自主性。學(xué)生的探究意識(shí)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力通常是掌握一定的知識(shí)、技能和方法后，所能達(dá)到的高一層次的思維活動(dòng)。它具有培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、激勵(lì)學(xué)生思維、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的效果。在學(xué)生掌握了伏安法測(cè)電阻的知識(shí)基礎(chǔ)上，我提出實(shí)驗(yàn)問(wèn)題：現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：電流表、電壓表、電源、電阻箱、變阻器、單刀雙閘開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)，測(cè)未知電阻的阻值，畫(huà)出你的實(shí)驗(yàn)電路。提出問(wèn)題后，學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情極高，產(chǎn)生很好的學(xué)習(xí)效果。可喜可賀的是方案有十幾種，然后，篩選出可操作性強(qiáng)的七種方案，以電路圖一致者為一組，準(zhǔn)備在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手操作。

2在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，進(jìn)行交流探討

由學(xué)生按照自己的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每一小組都發(fā)給一個(gè)已知電阻和兩個(gè)未知電阻，（一個(gè)大電阻一個(gè)小電阻）以便做對(duì)比分析誤差。對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，老師及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行探討，尋找解決問(wèn)題的關(guān)鍵，使實(shí)驗(yàn)得以順利完成。

結(jié)果與分析 等效法的思想，方法比較簡(jiǎn)單，未知電阻可由電阻箱直接讀出。要求討論與結(jié)論滑動(dòng)變阻器有效阻值適中（有效值與被測(cè)值相差不懸殊）。電阻箱數(shù)值不連續(xù)，造成讀數(shù)誤差。電流表量程小，也是誤差的來(lái)源。

結(jié)果與分析 半偏法的局限性：實(shí)驗(yàn)桌上最大輸出電壓只有16V，而這種方法要求R2>>Rx,所以電路中電流很小，電流表示數(shù)幾乎為零，即使實(shí)驗(yàn)條件允許，測(cè)量結(jié)果也是Rx與電流表串聯(lián)的電阻，若Rx較小，誤差會(huì)較大。

討論與結(jié)論實(shí)驗(yàn)要求：R2>>RxRX>>RA 電阻值測(cè)小了

3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差分析、總結(jié)、探究

學(xué)生利用自己的實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)后，由學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差分析，得出合理結(jié)論。隨后布置一個(gè)任務(wù)，用不同的電路測(cè)同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，結(jié)果會(huì)如何?這時(shí)，學(xué)生的表情有所變化，欲言又止，緊接著我說(shuō)，親自試試就會(huì)明白的。這樣，我把整個(gè)實(shí)驗(yàn)推向高潮--探究。用第一種方法第三種方法和第六種方法的幾乎沒(méi)有誤差。用第四種方法的同學(xué)測(cè)得的結(jié)果偏大，并指出偏大的原因時(shí)忽略了電流表內(nèi)阻，測(cè)量結(jié)果為電流表和未知電阻串聯(lián)的總電阻，該電路是用測(cè)大電阻。第五種方法測(cè)量結(jié)果正好與第四種方法相反，結(jié)果偏小，為未知電阻與電壓表并聯(lián)電阻，此電路適合測(cè)小電阻。第七種方法測(cè)量結(jié)果也偏小，為未知電阻與電壓表并聯(lián)電阻，此電路也適合測(cè)小電阻。學(xué)生分析完之后，我做了簡(jiǎn)單的補(bǔ)充總結(jié)。并且又提示了其他的方法（歐姆表、惠斯通電橋法、湯姆遜電橋法），這樣學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到充分的發(fā)揮，使學(xué)生能感受到成功的喜悅。同時(shí)，又從內(nèi)心發(fā)出對(duì)知識(shí)的渴望，真是"學(xué)無(wú)止境"!

總之，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，運(yùn)用探究教學(xué)法使實(shí)驗(yàn)問(wèn)題答案多樣化，給學(xué)生提供了更為廣闊的空間，它能讓學(xué)生在思維發(fā)散、開(kāi)放的空間中進(jìn)行探索，更加有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)情感、科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力。

這種教學(xué)方法，對(duì)教師的要求是很高的，教師會(huì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中迎接更多的挑戰(zhàn)。教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中就是一個(gè)咨詢者、服務(wù)生，學(xué)生會(huì)在實(shí)驗(yàn)時(shí)提出各種各樣的問(wèn)題，教師必須能及時(shí)地給予解答，才符合現(xiàn)代化教學(xué)的要求。這就要求教師更應(yīng)加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，提高自身的綜合能力，來(lái)適應(yīng)現(xiàn)代化課堂教學(xué)的要求。